JPH07502199A - Method for bubble-free introduction of hydrogen into aqueous liquid - Google Patents
Method for bubble-free introduction of hydrogen into aqueous liquidInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 水性液体中へ水素を無気泡送入する方法本発明は、膜を介して水性液体中へ水素 を無気泡送入する方法に関する。[Detailed description of the invention] A method for introducing hydrogen into an aqueous liquid without bubbles The present invention provides a method for introducing hydrogen into an aqueous liquid through a membrane. This invention relates to a method for bubble-free delivery of .
一連の化学的、生物学的、生化学的および他の工業的方法においては、たとえば 物質の水素による生物学的還元または触媒により促進される還元の場合、たとえ ば水中の酸素、亜硝酸塩または硝酸塩を生物学的または触媒による還元の場合、 水性液体中へ水素を送入することが必要である。In a series of chemical, biological, biochemical and other industrial processes, e.g. In the case of biological or catalytically promoted reductions of substances with hydrogen, even if For biological or catalytic reduction of oxygen, nitrite or nitrate in water, It is necessary to pump hydrogen into an aqueous liquid.
一般に、水素の送入は気泡状で行なうかまたは無気泡で行なうことができる。気 泡状ガス処理は実際に非常に簡単に実施できるが非能率的である。それに対して 、無気泡ガス送入は、送入すべきガスのより良好な利用が可能である。亜硝酸塩 および/または硝酸塩を含有する水中へ、これらの健康上有害な成分を選択的窒 素形成下に触媒的に除去する目的で、膜を介して水素を無気泡送入することは、 ヨーロッパ特許(EP−A)第359074号から公知である。有利であると認 められたガスの無気泡送入は、細孔を有しない、補強されてないかまたは織物で 補強されたシリコーンホースないしはシリコーン平板膜を介して行なわれる。In general, hydrogen can be introduced bubble-wise or bubble-free. air Foam gas treatment is actually very simple to implement, but is inefficient. On the other hand , bubble-free gas delivery allows better utilization of the gas to be delivered. nitrite and/or selective nitrification of these health-hazardous components into water containing nitrates. Bubble-free introduction of hydrogen through the membrane for catalytic removal during elementary formation is It is known from European Patent (EP-A) No. 359074. recognized as advantageous Bubble-free delivery of contained gases is possible through non-porous, unreinforced or woven materials. This is done via reinforced silicone hoses or silicone flat membranes.
これらのシリコーンホースは、大きい壁厚にも拘らず、機械的負荷容量が小さい 。These silicone hoses have a low mechanical load capacity despite their large wall thickness .
ドイツ国特許出願公開(DE−O8)第3544382号は、バイオリアクター の酸素消費方法およびそれに使用可能な装置を記載している。水素は、無気泡で 、細孔を有しない、織物補強を有するシリコーン膜を通して水相中へ送入される 。そこで“薄壁”と記載されたシリコーンホースは、0.2〜0 、5 m m の壁厚を有する。ガスの輸送量は僅かであるが、気泡を形成する高い危険がある 。水に溶解したガスの搬出も僅かである。German Patent Application No. 3544382 (DE-O8) describes a bioreactor The method of oxygen consumption and the equipment that can be used for it are described. Hydrogen is bubble-free into the aqueous phase through a silicone membrane with textile reinforcement, without pores. . Therefore, silicone hoses described as “thin wall” have a thickness of 0.2 to 0.5 mm. It has a wall thickness of . Although the amount of gas transported is small, there is a high risk of forming bubbles. . The amount of gas dissolved in water is also minimal.
本発明の課題は水性液体中へ水素を無気泡送入する改良方法を提供することであ る。この課題は、請求項に記載された本発明方法によって解決される。It is an object of the present invention to provide an improved method for bubble-free introduction of hydrogen into aqueous liquids. Ru. This object is solved by the method according to the invention as defined in the claims.
水素を膜を介して水性液体中へ送入する、水性液体中へ水素を無気泡送入する本 発明方法は、a)多孔性ポリマーから形成された担体構造、およびb)無孔性ポ リマーからなる少なくとも1つの層を包含する膜を使用し、その際水性液体は無 孔性ポリマーからなる層の側で膜と接触することを特徴とする。A book on introducing hydrogen into an aqueous liquid through a membrane, and introducing hydrogen into an aqueous liquid without bubbles. The inventive method comprises: a) a carrier structure formed from a porous polymer; and b) a non-porous porous polymer. A membrane containing at least one layer of reamer is used, with no aqueous liquid being present. It is characterized in that it is in contact with the membrane on the side of the layer consisting of porous polymer.
集成非対称構造を有する複合膜がとくに好適である。該複合膜は、多孔性ポリマ ーから形成され、微孔性層および無孔性被膜を有する担体構造を包含する。かか る膜およびその製造は、ヨーロッパ特許(EP−A)第291679号(US− A第4933085号)に記載されている。Composite membranes with assembled asymmetric structures are particularly suitable. The composite membrane is made of porous polymer and includes a carrier structure having a microporous layer and a non-porous coating. Kaka The membrane and its manufacture are described in European Patent (EP-A) No. 291,679 (US- A No. 4933085).
微孔性層を有する担体構造は、通常1工程で製造され、と(に疎水性の耐水性ポ リマー、たとえばポリスルホン、たとえばポリエーテルスルホン、ポリアミド、 ポリイミドまたは殊にポリエーテルイミドから形成される。The carrier structure with a microporous layer is usually produced in one step and consists of a hydrophobic water-resistant porous layer. remers, such as polysulfones, such as polyethersulfones, polyamides, It is formed from polyimide or especially polyetherimide.
本発明方法において使用される集成非対称の複合膜は次の構造を有する: 膜の片側は、疎水性ポリマーからなる無孔性層によって形成される。膜の他の側 に向って、通常微孔性皮膜が続(。次いで、空洞含有構造(“Fingerst ruktur“)または空洞不含の海綿状構造が続く。空洞含有構造は、低い圧 力に対して好適であり、海綿状構造は膜の所望の安定性により多かれ少かれ変動 する。有利には厚さは15〜200μmの範囲内にある。The assembled asymmetric composite membrane used in the method of the invention has the following structure: One side of the membrane is formed by a non-porous layer of hydrophobic polymer. other side of membrane This is usually followed by a microporous film. ruktur") or void-free spongy structures. Cavity-containing structures are The spongy structure is more or less variable depending on the desired stability of the membrane. do. Advantageously, the thickness is in the range from 15 to 200 μm.
通常差当り、微孔性層に疎水性の無孔性ポリマーを載せる。たとえばポリメチル ペンテンおよびシリコーンポリマーからなる層、殊にポリジアルキルシロキサン 、たとえばポリジメチルシロキサンからなる層が好適である。この無孔性層の厚 さは、01〜100μm1とくに0.5〜10μmの間にある。購入できない限 り、集成非対称膜および複合膜の製造は、たとえばヨーロッパ特許(EP−A) 第291679号に記載されている。Typically, the microporous layer is overlaid with a hydrophobic, nonporous polymer. For example, polymethyl Layers consisting of pentene and silicone polymers, especially polydialkylsiloxanes A layer of, for example, polydimethylsiloxane is suitable. The thickness of this non-porous layer The diameter is between 01 and 100 μm, particularly between 0.5 and 10 μm. unless you can buy it The production of assembled asymmetric membranes and composite membranes is described, for example, in European patents (EP-A). No. 291679.
膜は、平板膜、管状膜(直径4〜15mmまたはそれ以上)としてまたはとくに 中空糸膜として構成されていでもよい。The membrane can be used as a flat membrane, a tubular membrane (diameter 4-15 mm or more) or in particular It may be configured as a hollow fiber membrane.
本発明方法において中空糸膜を使用する場合、内径は有利には0.2〜4 m mの範囲内にある。If hollow fiber membranes are used in the process according to the invention, the internal diameter is preferably between 0.2 and 4 m. It is within the range of m.
集成非対称膜の長さに関する寸法は、所望により変化しつる。多数の個々の膜は モジュールないしはカセットに配置することができる。The length dimensions of the assembled asymmetric membrane can be varied as desired. A large number of individual membranes It can be arranged in modules or cassettes.
水性液体を無孔性膜の側で膜と接触させることは既述した。この場合、有利には 液体を層の傍を通過させる。これは殊に有利には乱流で行なわれる。それとい中 空糸状膜を使用する限り、無孔性層は中空糸の内側に配置されているか(この場 合水性液体は中空糸を貫流する)または中空糸の外側に配置されていてもよい( この場合水性液体は中空糸のまわりを洗う)。もちろん、両側に無孔性層を有す る膜を使用することもできる。望ましくは、無孔性層が内側に配置されていて、 水性液体が糸の空洞を貫流する中空糸状膜が使用される。有利には乱流条件が生 成される。It has already been mentioned that the aqueous liquid is brought into contact with the membrane on the side of the non-porous membrane. In this case, advantageously Pass the liquid past the layer. This is particularly preferably carried out in turbulent flow. Also inside As long as hollow fiber membranes are used, is the non-porous layer placed inside the hollow fibers (in this case The hydrophilic liquid may flow through the hollow fibers) or be located outside the hollow fibers ( In this case, the aqueous liquid washes around the hollow fibers). Of course, with a non-porous layer on both sides Membranes can also be used. Preferably, a non-porous layer is arranged on the inside; Hollow fiber membranes are used in which the aqueous liquid flows through the cavities of the threads. Advantageously turbulent conditions will be accomplished.
ガス送入速度は、種々のファクタに依存する。水相中へのガスの移動に関する駆 動力はガス相と水相との間の送入すべきガスの分圧勾配である。ガス側における 差圧が高いほど、ガス送入速度はますます高(なる。しかし、差圧が高すぎる場 合には、膜が損傷を受けることがあり、さらに望ましくない気泡形成が生じうる 。このため有利には、望ましくない気泡形成がはじまる圧力以下で作業する。水 素圧は、水中での水素の分圧よりも高くなければならない。有利には、水素ガス と水との間の差圧は10バール以下である。所望の場合には、水性液体に、それ が膜と接触する前に、差当り予圧を加える。これにより、送入すべきガスの溶解 度が改善される。Gas delivery rate depends on various factors. The driving forces behind the movement of gas into the aqueous phase The power is the partial pressure gradient of the gas to be introduced between the gas phase and the aqueous phase. on the gas side The higher the differential pressure, the higher the gas delivery rate.However, if the differential pressure is too high, In some cases, the membrane may be damaged and further unwanted bubble formation may occur. . For this purpose, it is advantageous to work below the pressure at which undesired bubble formation begins. water The elementary pressure must be higher than the partial pressure of hydrogen in water. Advantageously hydrogen gas The pressure difference between and water is less than 10 bar. If desired, add it to an aqueous liquid. A preload is applied for a moment before it contacts the membrane. This allows the gas to be introduced to dissolve. degree is improved.
ガス処理1稈における望ましくない気泡の生成には水に溶解したガスの分圧の和 が重要であるので、水に溶解した他のガスを差当り、たとえば真空脱ガスによる かまたは吸着剤によって除去するのが有利である。Gas treatmentThe formation of undesirable bubbles in one culm requires the sum of the partial pressures of gas dissolved in water. Since the Advantageously, it is removed by means of sorbents or adsorbents.
水に溶解したガスの排出は、使用した膜を通しても行なわれる。ガスの排出は膜 の透過性によって制御され、その際水相とガス状膜の間の当該ガスの分圧勾配が 駆出力として作用する。使用した複合膜の非常に薄い無孔性層は非常に有利な効 果を生じる。即ち、水からガス空間中へ送入される望ましくないガスにより、水 中へ送入すべき水素の濃度ないしは分圧が減少する。Evacuation of gases dissolved in water also takes place through the membrane used. Membrane for gas discharge is controlled by the permeability of the gas, where the partial pressure gradient of the gas between the aqueous phase and the gaseous membrane is Acts as a propulsive force. The very thin non-porous layer of the composite membrane used has a very advantageous effect. produce fruit. That is, undesirable gases introduced from the water into the gas space cause water The concentration or partial pressure of the hydrogen to be introduced therein is reduced.
しかし、水から排出される少量のガスはほとんど効果を生じない。ガス空間の体 積に比例して多量のガスが水媒体からこのガス空間中へ搬入される場合には、そ の影響は、膜を介してガス空間に入るガスを連続的または断続的洗浄により除去 することによって制限することができる。それぞれのガス種類(おもに酸素、窒 素および二酸化炭素)に適した吸着材料をガス空間中に配置することも可能であ る。場合により膜を透過する水蒸気も同様に洗浄または吸着によって除去するこ とができる。However, the small amount of gas expelled from the water has little effect. gas space body If a large amount of gas is carried into this gas space from the aqueous medium in proportion to the The effect of this is to remove the gas entering the gas space through the membrane by continuous or intermittent cleaning. It can be restricted by Each gas type (mainly oxygen, nitrogen) It is also possible to place adsorbent materials in the gas space that are suitable for Ru. Water vapor that may permeate the membrane can likewise be removed by washing or adsorption. I can do it.
とくに、水素を送入する本発明方法は、水素が電子供与体としてないしは還元剤 として働く方法と組合される。これは、たとえば触媒作用または非触媒作用の化 学的方法または生物学的方法であってもよい。殊に望ましいのは、水素を送入す る本発明方法と、酸素含量、亜硝酸塩含量および/または硝酸塩含量を水素を用 いて、たとえば自己栄養的脱窒素の枠内で生物学的にまたは触媒作用で還元する 方法との組合せである。In particular, in the method of the present invention for introducing hydrogen, hydrogen is used as an electron donor or as a reducing agent. Combined with the method of working as. This can be for example catalyzed or non-catalyzed It may be a scientific or biological method. It is particularly desirable to introduce hydrogen into The method of the present invention, in which the oxygen content, nitrite content and/or nitrate content is determined using hydrogen. biologically or catalytically reduced, e.g. within the framework of autotrophic denitrification. It is a combination of methods.
酸素の乏しい水は、たとえば腐食減少のために要求される。他の適用範囲におい ても、酸素の乏しい水は、たとえば飲料工業において必要とされる。亜硝酸塩含 量ないしは硝酸塩含量は、種々の形で(地下水、飲用水、飲料および食料製造用 水として)ヒトの生活に必要とされる給水中では望ましくない。工業用水または 廃水中の亜硝酸塩含量ないしは硝酸塩含量を減少することも望ましい。Oxygen-poor water is required, for example, to reduce corrosion. In other scopes of application However, oxygen-poor water is required, for example in the beverage industry. Contains nitrite The amount or nitrate content can be determined in various forms (groundwater, drinking water, beverage and food production). (as water) is undesirable in the water supply necessary for human life. industrial water or It is also desirable to reduce the nitrite or nitrate content of wastewater.
亜硝酸塩含量ないしは硝酸塩含量を減少する、触媒作用で働く方法は、既述した ヨーロッパ特許(EP−A)第359074号(=USA4990266号)に 記載されている。その方法では、亜硝酸塩含量および/または硝酸塩含量を、そ れらを含有する水から選択的N2形成下に除去する。このために、水素を水に送 入し、次に水を触媒と接触させる。この触媒は、活性金属としてパラジウムおよ び/またはロジウムまたは貴金属としてパラジウムのみおよび銅族の1つの金属 を多孔性担体上に担持する。この水素は望ましくは、少な(とも所定の酸素およ び亜硝酸塩および/または硝酸塩の含量の還元に化学量論的に必要な量およびせ いぜい20%過剰に一致するような量で水中へ送入される。水の酸素含量、亜硝 酸塩ないしは硝酸塩含量は、広い範囲内で、たとえば0〜10 ppm (酸素 )、0〜50 ppm+ (亜硝酸塩)および0〜500ppal(硝酸塩)の 間で変動しつる。Catalytic methods for reducing the nitrite or nitrate content are as described above. European Patent (EP-A) No. 359074 (=USA No. 4990266) Are listed. In that method, the nitrite content and/or nitrate content is They are removed from the water containing them under selective N2 formation. For this purpose, hydrogen is pumped into the water. and then contact the water with the catalyst. This catalyst contains palladium and and/or rhodium or only palladium as noble metal and one metal of the copper group is supported on a porous carrier. This hydrogen is desirably small (with a given amount of oxygen and and the stoichiometrically necessary amount for reducing the nitrite and/or nitrate content. It is pumped into the water in such an amount that it corresponds to at most a 20% excess. Oxygen content of water, nitrous The acid salt or nitrate content may be within a wide range, for example from 0 to 10 ppm (oxygen ), 0-50 ppm+ (nitrite) and 0-500 ppal (nitrate) Vine fluctuates between.
本方法は、とくに連続的に実施される。このために、酸素、亜硝酸塩および/ま たは硝酸塩の所定含量を有する亜硝酸塩および/または硝酸塩含有水を、吐出速 度調節ポンプにより可変の給水能力で、それぞれ1つのガス処理槽および反応器 を包含する1つまたは幾つかの反応装置に通し、その除水は差当りガス処理槽に 導入し、該槽内で本発明方法により水素ガスで、場合により加圧下にガス処理し 、密接に混合し、引き続き触媒を有する触媒層を含有する反応器に通す。所望の 場合には汚染された水を差当り配量槽中へ導入し、該槽内でp H値を調節し、 必要な場合には酸の添加によりせいぜいpH8の値に調節する。殺菌のためには 、水をガス処理前に、滅菌装置、たとえばUV照射ランプに通すことができる。The method is preferably carried out continuously. For this purpose, oxygen, nitrite and/or or nitrite and/or nitrate-containing water with a predetermined content of nitrate at a discharge rate. One gas treatment tank and one reactor each with variable water supply capacity via temperature control pump The water is removed by passing it through one or several reactors containing and gas-treated in the tank with hydrogen gas, optionally under pressure, by the method of the present invention. , intimately mixed and subsequently passed through a reactor containing a catalyst bed with catalyst. desired If the contaminated water is initially introduced into a metering tank and the pH value is adjusted in the tank, If necessary, the pH is adjusted to a value of at most 8 by addition of acid. For sterilization , the water can be passed through a sterilization device, for example a UV radiation lamp, before gas treatment.
ガス処理および触媒反応を、水中の酸素含量および亜硝酸塩含量および/または 硝酸塩含量の還元のために必要である回数繰返すことができる。脱亜硝酸塩水に 、所望の場合には酸素を加えることができる。Gas treatment and catalytic reactions can be carried out depending on the oxygen and nitrite content of the water and/or It can be repeated as many times as necessary for reduction of nitrate content. to denitrite water , oxygen can be added if desired.
水から亜硝酸塩含量および/または硝酸塩含量を除去するためのこの方法を実施 する装置は、水用の液体入口および相対する端部に水用の液体出口を備え、a) 多孔性ポリマーから形成された担体構造およびb)疎水性の無孔性ポリマーから なる層を包含する、とくにモジュール形の膜、およびこの膜に案内される水素ガ スの入口を有するそれぞれ1つのガス処理槽および該槽と結合している、水用の 液体入口および水用の液体出口を有し、場合によりpH測定および制御装置を備 えている、前記の触媒のいずれかを有する触媒層を含有するそれぞれ1つの反応 器から形成されている。さらに装置は、水を導入するための液体入口および水を 排出するための液体出口を有し、場合によりpH測定および制御装置を備えてい る配量槽を包含しうる。さらに、所望の場合には滅菌装置、と(にUV照射ラン プが設けられていてもよい。さらに、種々の装置部分中へ水を運搬するための配 管系が存在する。ガス処理槽は、有利には反応器に相接して配置されている。ま た、ガス処理モジュールは直接反応器内に配置されていてもよい。Carrying out this method for removing nitrite and/or nitrate content from water The device comprises a liquid inlet for water and a liquid outlet for water at opposite ends, comprising: a) a) a carrier structure formed from a porous polymer and b) a hydrophobic non-porous polymer. A particularly modular membrane containing layers of one gas treatment tank each having an inlet for water and a water tank connected to the tank; It has a liquid inlet and a liquid outlet for water, possibly with pH measurement and control equipment. each reaction containing a catalyst layer having any of the abovementioned catalysts, It is formed from a vessel. Additionally, the device includes a liquid inlet for introducing water and a with a liquid outlet for drainage and optionally equipped with pH measurement and control equipment. may include a dosing tank. In addition, if desired, sterilization equipment and UV irradiation A tap may also be provided. In addition, arrangements for conveying water into the various equipment parts are provided. There is a duct system. The gas treatment vessel is advantageously arranged adjacent to the reactor. Ma Alternatively, the gas treatment module may be placed directly within the reactor.
本発明は、本発明により使用される複合膜を用いる水素によるガス処理はヨーロ ッパ特許(EP−A)第359074号で使用されるシリコーンホースの場合よ りも100倍大きいという大きい利点を有する。もう1つの利点は、水に溶解し ているガスが複合膜を容易に透過しうることである。これによって、水素のもっ と高い送入が可能である。さらに、中空糸状の膜を使用しかつガス処理すべき水 を膜を貫通させる望ましい実施形においては、乱流条件を調節する可能性を提供 する。これは、殊に高い水素過大量を生じ−る。膜は有利には非常に耐圧性であ り、装置費用が僅かで、所要スペースが非常に小さい。これにより、非常に簡単 な作業実施が可能である。The present invention shows that gas treatment with hydrogen using the composite membrane used according to the present invention is In the case of the silicone hose used in Patent Patent (EP-A) No. 359074, It has the great advantage of being 100 times larger. Another advantage is that it dissolves in water. gases that are present can easily permeate through the composite membrane. This makes it possible to increase the amount of hydrogen. A high delivery rate is possible. In addition, hollow fiber membranes are used and the water to be gas treated is In the preferred embodiment of penetrating the membrane, it offers the possibility of adjusting the turbulent flow conditions. do. This results in a particularly high hydrogen excess. The membrane is advantageously very pressure resistant. The equipment costs are low and the space requirements are very small. This makes it very easy It is possible to perform various tasks.
次側は本発明方法をさらに説明するが、その範囲に制限されるものではない。The following section further describes, but does not limit the scope of, the method of the present invention.
例 1 触媒的脱窒素の範囲内での水素の送入 1.1. 使用した膜 中空糸形の複合膜を使用した。膜は、ヨーロッパ特許(EP−A)第29167 9号(US−A第4933085号)に記載されたように、ポリエーテルイミド (Ulem 100登録商標、製造業者: General Electric )から製造し、付加的に内面にポリジメチルシロキサン(VP7660、製造業 者: Wacker Chemie。Example 1 Hydrogen delivery within the scope of catalytic denitrification 1.1. Membrane used A hollow fiber composite membrane was used. The membrane is manufactured by European Patent (EP-A) No. 29167 No. 9 (US-A No. 4,933,085), polyetherimide (Ulem 100 registered trademark, Manufacturer: General Electric ) and additionally coated on the inner surface with polydimethylsiloxane (VP7660, manufactured by Person: Wacker Chemie.
ミュンヒエン)を設けた。中空糸は33cmの長さに切断した。その外径は1. 2mmであり、内径は10mmであった。中空糸の内部に圧力衝撃を加えた場合 の破裂圧は20バールであり、外側から圧力衝撃を加えた場合の破裂圧は7バー ルであった。Munich) was established. The hollow fiber was cut into a length of 33 cm. Its outer diameter is 1. 2 mm, and the inner diameter was 10 mm. When applying pressure shock inside the hollow fiber The bursting pressure is 20 bar, and the bursting pressure when applying a pressure shock from the outside is 7 bar. It was le.
1、2.1. 使用した中空糸膜モジユール内側にポリジメチルシロキサンから なる膜を有する、例1.1.に記載した中空糸400本をモジュールに集成した 。膜面積は0.415m2であまた。1, 2.1. The inside of the hollow fiber membrane module used is made from polydimethylsiloxane. Example 1.1. The 400 hollow fibers described in were assembled into a module. . The membrane area is 0.415m2.
1、2.2. 使用した装置 装置は第1図に示す(圧力および濃度測定のための装置ならびにポンプは概観の ため省略されている)。1, 2.2. Equipment used The equipment is shown in Figure 1 (the equipment for pressure and concentration measurement and the pump are shown in the overview). (Omitted for this reason).
1.2.1.に記載した、中空糸2を有するモジュール1は、水ポンプと結合し ている供給管3を有する。1.2.1. The module 1 with hollow fibers 2 described in It has a supply pipe 3.
水素ボシベ4は、弁5および管5を介してモジュール1の中空糸2を取囲む空間 と結合している。管6は管寄せ(図示せず)を介して中空糸2と結合している。The hydrogen tank 4 is a space surrounding the hollow fibers 2 of the module 1 via a valve 5 and a pipe 5. is combined with The tube 6 is connected to the hollow fiber 2 via a header (not shown).
管6は、触媒堆積物8を有する反応器7中へ通じている。The tube 6 leads into a reactor 7 with a catalyst deposit 8 .
触媒処理した水は、反応器7から出口管9により排出することができる。触媒と しては、酸化アルミニウムを主体とする粒子から、ヨーロッパ特許(EP−A) 第359074号の発明によりパラジウムおよび銅で含浸して形成される担持触 媒堆積層を使用した。The catalytically treated water can be discharged from the reactor 7 via an outlet pipe 9. catalyst and European Patent (EP-A) Supported contact formed by impregnation with palladium and copper according to the invention of No. 359074 A medium deposition layer was used.
1、2.3. 方法の実施 本方法は、給水設備において飲用水製造のために実施した。地・下水泉から取出 した泉水は硝酸塩を含有し、次の分析データを有していた。1, 2.3. Implementation of the method The method was implemented for the production of potable water in a water supply facility. Extracted from underground and sewage springs The spring water contained nitrates and had the following analytical data.
pH値 ニア、1 温度 : 10℃ 酸素含量 : 3.9 m9 硝酸塩含量 + 52.0 mg/l 亜硝酸塩含量: <0.01 mg/l塩化物含量 : 67、Omy/M 硫酸塩含量 : 144.Omy/1 炭酸水素塩 : 262 、 Om g/ を全硬度 + 26dH(ドイツ硬 度) 塩含量 : 790 mg/l 水素の溶解度を改善するため、泉水を4〜6 barの圧力にもたらした。次に 水を、異なる作業条件で膜モジュールの中空糸を通過させ、ボンベからの水素で 無気泡でガス処理した。送入される水素の量は、オルビスフェール(0rbis phere)社の測定装置を用いて不断に測定した。水流量、水圧、モジュール 内での圧力損失、モジュール内での流動速度、水素の容積流、水素圧および泉水 に溶解した水素の量のような作業条件を測定し、第1表にまとめた。pH value Near, 1 Temperature: 10℃ Oxygen content: 3.9 m9 Nitrate content + 52.0 mg/l Nitrite content: <0.01 mg/l Chloride content: 67, Omy/M Sulfate content: 144. Omy/1 Hydrogen carbonate: 262, Om g/total hardness + 26 dH (German hardness) Every time) Salt content: 790 mg/l To improve the solubility of hydrogen, the spring water was brought to a pressure of 4-6 bar. next Water is passed through the hollow fibers of the membrane module under different working conditions, and hydrogen from the cylinder Gas treated without bubbles. The amount of hydrogen fed is orbisfer (0rbis The measurements were carried out continuously using a measuring device manufactured by Phere. water flow rate, water pressure, module pressure drop within the module, flow velocity within the module, volumetric flow of hydrogen, hydrogen pressure and spring water The working conditions, such as the amount of hydrogen dissolved in the water, were measured and summarized in Table 1.
次に、水素含有水を反応器中へ導入し、触媒堆積物を通過させ、触媒により処理 した。その際、硝酸塩含量は60〜90%減少した。本例は本発明方法が長時間 にわたり非常に良好に実施できることを証明する。Next, hydrogen-containing water is introduced into the reactor, passed through the catalyst deposit, and treated by the catalyst. did. The nitrate content was reduced by 60-90%. In this example, the method of the present invention is used for a long time. It has been shown that it can be implemented very well over a period of time.
第1表に記載した実験には、水素流は30〜1001/h (ROTA社の浮遊 体流量計で測定)の範囲内であった。For the experiments listed in Table 1, the hydrogen flow was between 30 and 1001/h (ROTA floating (measured with a body flow meter).
硝酸塩含量は、第1表に記載したように、減少した。溶解したH2は完全に硝酸 塩および酸素の分解のために使用されたことが認められる。Nitrate content was reduced as listed in Table 1. Dissolved H2 is completely nitric acid It is recognized that it was used for the decomposition of salts and oxygen.
脱窒素した、酸素不含水は、酸素富化のため、循環路で容器からポンプを経て、 例1により製造された8本の中空糸からなるモジュールを通過させた。膜の面積 は0.0083 m3であった。この場合、水は中空糸の内部空所を通過させた 。中空糸は外側で酸素が強く送入された。水のレイノルズ数は3.150であっ た。モジュール前方の圧力は1.42barであり、モジュール後方では0.2 9barであった。水の温度は20℃であった。ガス空間内での異なる分圧にお ける酸素送入量は第2表にまとめられている。Denitrified, oxygen-free water is passed from a container to a pump in a circulation path to enrich it with oxygen. A module consisting of 8 hollow fibers produced according to Example 1 was passed through. Membrane area was 0.0083 m3. In this case, the water was passed through the internal cavity of the hollow fiber. . Oxygen was strongly introduced to the outside of the hollow fiber. The Reynolds number of water is 3.150. Ta. The pressure at the front of the module is 1.42 bar and at the rear of the module 0.2 bar. It was 9 bar. The water temperature was 20°C. Due to different partial pressures in the gas space Table 2 summarizes the amount of oxygen delivered.
第2表:分圧に依存する酸素送入量 さ 細 ;ヒ 悶恣謹審報牛 1+ =、、−PCT/EP 92102924フロントベージの続き (71)出願人 ゲーカーエスエス フオルシュングスツェントルム ゲーシュ タハト ゲゼルシャフト ミツト ベシュレンクテル ハフラング ドイツ連邦共和国 D −2054ゲーシュタハト マックスーブランクーシュ トラーセ(番地なし)ポストファッハ 1160(72)発明者 ゼル、ミヒャ エル ドイツ連邦共和国 D−3150パイネ ヴアイスドルンシュトラーセ 46 (72)発明者 ビショフ、ミヒャエルドイツ連邦共和国 D −3300ブラ ウンシュヴアイク インゼルヴアル 1 (72)発明者 マン、アンドレアス ドイツ連邦共和国 D−3000ハノーヴア−1フロイントアレー 1アー (72)発明者 ベーリング、ロルフーディータードイツ連邦共和国 D −2 000ハンブルク55 ブラームヴエーク 14 (72)発明者 パイネマン、クラウスーヴイクトールドイツ連邦共和国 D− 2054ゲーシュタハト ベレヴユーベルク あ (72)発明者 クナイフェル、クレーメンスドイツ連邦共和国 D −205 4ゲーシュタハト シュールシュトラーセ 10Table 2: Oxygen delivery amount depending on partial pressure Thin ;Hi Agonizing scandal cow 1+ =,, -PCT/EP 92102924 Front page continuation (71) Applicant Gäker SS Folschungszentrum Gösch Tacht Gesellschaft Mituto Beschlenktel Hafrang Federal Republic of Germany D-2054 Gestacht Max Blancouche Trace (no address) Postfach 1160 (72) Inventor: Zell, Michael Elle Federal Republic of Germany D-3150 Paine Wueisdornstrasse 46 (72) Inventor Bischoff, Michael Federal Republic of Germany D-3300 Bra Unschuvaiku Inserval 1 (72) Inventor Mann, Andreas Federal Republic of Germany D-3000 Hanover-1 Freund Allee 1A (72) Inventor Bering, Rolf Dieter Federal Republic of Germany D-2 000 Hamburg 55 Brahmweke 14 (72) Inventor: Peinemann, Klaus Viktor, Federal Republic of Germany D- 2054 Gestacht Belevuberg A (72) Inventor Kneifel, Clemens Federal Republic of Germany D-205 4 Gestacht Surstrasse 10
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